Utvärderingen av sojabehandling för metabolisk hälsa (STEM).

Logisk grund:

Soja är vid ett näringsmässigt "korsning". Å ena sidan överensstämmer det med nuvarande kostråd att konsumera växtbaserade kostmönster [1-6] och har bevisade fördelar [7-9]. Å andra sidan är det hotat att få sitt hälsopåstående för CHD-riskminskning återkallat [10] och överskuggas ofta av mejeriprodukter i folkhälsointerventioner för metabol hälsa. Strategier för att minska sockersötade drycker (SSB) har blivit ett av de ledande folkhälsomålen för att ta itu med epidemierna fetma och diabetes [10-22]. Nationella riktlinjer och program för livsmedel, kost och hälsa har placerat lågfettmjölk som den föredragna ersättningsstrategin för SSBs [23-27]. Denna strategi härrör från bevis på att ersättning av SSB med lättmjölk är associerad med viktminskning och incident diabetes i prospektiva kohortstudier [28,29] och minskar leverfettet (en viktig tidig metabolisk lesion som kopplar övervikt till diabetes), liksom som triglycerider och BP i randomiserade studier [30]. Huruvida dessa fördelar gäller för sojamjölksalternativ, som har visat tydliga fördelar jämfört med komjölk för mellanliggande metaboliska resultat [7,31-33], är oklart. Det finns ett akut behov av studier för att klargöra de metabola fördelarna med sojamjölk som ett alternativ till komjölk.

Mål:

Vårt övergripande mål är att producera högkvalitativa kliniska bevis som informerar användningen av soja som en "folkhälsointervention" för att ta itu med de dubbla epidemierna fetma och diabetes och övergripande metabol hälsa. För att uppnå detta mål föreslår vi att man genomför studien Soy Treatment Evaluation for Metabolic Health (STEM), en stor, pragmatisk, randomiserad kontrollerad studie för att bedöma effekten av att använda 2 % sojamjölk (sojaproteinvehikel) kontra 2 % komjölk ( kasein och vasslevehikel matchade för protein och volym) som en "folkhälsointervention" för att ersätta SSB på leverfett och viktiga kardiometaboliska mediatorer/indikatorer i en riskgrupp.

Design:

Försöket kommer att vara en 6-månaders, 2-fas, 3-arm, non-inferioritet, öppen, parallell grupp, randomiserad kontrollerad studie för att bedöma effekten av att ersätta SSB med 2 % sojamjölk kontra 2 % komjölk på primärt utfall leverfett och sekundära utfall muskelfett, insulinkänslighet, betacellsfunktion, glukostolerans och etablerade kardiometabola riskfaktorer hos överviktiga/fetma deltagare med metabolt syndrom (MetS) som konsumerar ≥3 SSBs/dag. Studien kommer att genomföras enligt Good Clinical Practice och rapporteras enligt CONSORT och COSORT-förlängningen för non-inferiority-studier [34]. Den 3-armade designen har fördelen att kombinera ett överlägsenhetsförsök med ett försök utan underlägsenhet, genom att tillåta oss att testa överlägsenheten hos de aktiva (2 % sojamjölk) och referensbehandlingarna (2 % komjölk) över kontrollen (SSB) ) och noninferiority av den aktiva (2 % sojamjölk) jämfört med referensbehandlingen (2 % komjölk) samtidigt. Vi valde en behandlingslängd på 24 veckor eftersom detta var den varaktighet under vilken mjölk visade sig minska leverfettet som ersättning för SSBs [30] och är en varaktighet som kommer att ha en meningsfull inverkan på folkhälsopolitiken [35,36].

Deltagare:

Vi kommer att inkludera 186 överviktiga eller feta (BMI, 27-40 kg/m2) vuxna (ålder, 18-75 år) och icke-gravida kvinnor med MetS baserat på modifierade IDF/NHLBI/AHA/WHF/IAAS/IASO [37] kriterier ( hög midjeomkrets [≥88cm kvinnor, ≥102cm män] plus ≥2 av 4 dysglykemi [FPG ≥5.6mmol/L], höga triglycerider [≥1.7mmol/L], lågt HDL-C [<1.0mmol/L män och <1.0mmol/L män och < 1,3 mmol/L kvinnor], eller högt blodtryck [≥130/85 mmHg]) som konsumerar ≥3 SSB/dag. Vi har modifierat MetS-definitionen för att kräva en hög WC för att säkerställa att provet är berikat med deltagare med NAFLD (definierad som hepatisk steatos/intrahepatocellulär lipid [IHCL] med 1H-MRS ≥5,0%) [38]. Vi räknar med att > 50 % av urvalet kommer att ha NAFLD baserat på våra inträdeskriterier [38,39]. Vi kommer att utesluta personer med diabetes eller allvarlig sjukdom.

Randomisering:

Applied Health Research Center (AHRC) kommer att utföra blockrandomisering med allokeringsdöljande genom programmet Research Electronic Data Capture (REDCap). Efter framgångsrikt slutförande av inkörningsfasen kommer deltagarna att randomiseras till 3 grupper från varje strata, med hjälp av slumpmässiga permuterade block med olika storlekar.

Protokoll:

Försöket kommer att genomföras vid det CFI-finansierade Toronto 3D Clinical Research Center och MRI Research Unit och vid Clinical Nutrition and Risk Factor Modification Center på St. Michael's Hospital. Berättigade deltagare kommer att genomgå en 4-veckors inkörningsfas före randomisering. Deltagare som vill fortsätta kommer sedan att genomgå en 24-veckors interventionsfas där de randomiseras (se ovan) till 1 av 3 interventioner: ≥3 portioner av (1) 2 % sojamjölk (testbehandling), (2) 2 % komjölk (referensbehandling/positiv kontroll) eller (3) deras vanliga SSB (negativ kontroll). Alla studiedrycker kommer att förses med instruktionen att ersätta vanligt SSB-intag samtidigt som bakgrundsdieter bibehålls. Deltagarna kommer att delta på klinikbesök var 4:e vecka för granskning av dryckesloggar, insamling av studiemat och kliniska bedömningar av vikt, midjeomkrets [40] och blodtryck. 1H-MRS-mätningar och 75g orala glukostoleranstest (75g-OGTT; Världshälsoorganisationens protokoll [41]) med blodprover vid -30, 0, 30, 60, 90 och 120 minuter kommer att utföras vid 0 och 24 veckor som insamling av Harvard Willett FFQ), och blod- och fekala prover. Vidhäftningsbiomarkörprover kommer att samlas in vid 0, 12 och 24 veckor.

Interventioner:

De 3 insatserna kommer att bestå av ≥3 portioner av (1) 2 % sojamjölk (Alpro Soya, 250 ml engångsförpackningar, 100 kcal med 8 g sojaprotein per 250 ml), (2) 2 % komjölk (Organic Meadows® , 250 ml, lagringsstabila förpackningar för en gång, 130 kcal med 8 g kasein/vassleprotein per 250 ml), eller (3) vanliga SSB (355 ml engångsburkar, 130-140 kcal per 355 ml). Deltagarens vanliga intagsnivå av SSB kommer att avgöra dosen (antal portioner), vilket ger ett intervall av doser (det vill säga ≥ 3 portioner eller 24 g protein för soja och komjölk) för dosresponsanalyser. Även om soja- och mjölkinterventionerna kommer att matchas för protein och portionsstorlek, gjorde vi avsiktligt inte de tre interventionerna isokaloriska, eftersom målet var att använda "verkliga" produktsubstitutioner.

Resultat:

Alla resultatbedömningar kommer att förblindas och bedöms som slutvärde vid vecka 24. Det primära resultatet kommer att vara leverfett (intrahepatocellulär lipid [IHCL]) av 1H-MRS). Sekundära utfall kommer att inkludera förändringar från baslinjen vid vecka 24 av 75g-OGTT-härledda förändringar i insulinkänslighet (Matsuda insulinkänslighetsindex [ISI] [42]), betacellsfunktion (insulinsekretionskänslighetsindex-2 [ISSI-2]) [43,44] och glukostolerans (2hPG, iAUC). Undersökande resultat kommer att inkludera ektopiskt muskelfett (intramyocellulär lipid [IMCL]), kontinuerliga MetS-kriterier (midjeomkrets [WC], FPG, triglycerider [TG], HDL-C och blodtryck [BP]), reversion av MetS (definierad som en återgång till <3 av 5 IDF/NHLBI/AHA/WHF/IAAS/IASO-kriterier [37], diabetesincidens (Diabetes Canada 2018 FPG, 2h-PG (75g-OGTT), eller HbA1c-kriterier) och kroppsvikt, tarm mikrobiomdiversitet (16S rRNA-sekvensering), markörer för NAFLD (leverenzymer [ALT, AST, GGT, ALP], fettleverindex (FLI) [45]), leverinsulinresistens (HOMA-IR), inflammation (hs-CRP) , urinsyra, etablerade lipidmål (LDL-C, icke-HDL-C) och kostkvalitet (Alternative Healthy Eating Index [AHEI] med användning av Harvard Willett FFQ [46]). Efterlevnadsresultat kommer att inkludera studier av dryckesloggar och objektiva biomarkörer för intag av sojamjölk (utsöndring av isoflavonoid i urin [UIE][47]), komjölk (mejerihärledda serumfettsyror [15:0, 17:0, CLA, transpalmitolsyra) acid][48]), och SSBs (isotopkvoter på 13C/12C i serumfettsyror [49]). Andra post hoc explorativa resultat kommer att beslutas baserat på tillgången på finansiering.

Datahantering:

The Applied Health Research Center (AHRC), St. Michael's Hospital, kommer att hantera den digitala databasen (REDCap) säkert och säkerställa dataintegritet. Denna oberoende tredje parts datahantering kommer att vara en viktig styrka, vilket ger en hög grad av trovärdighet till forskningen.

Kraft:

Totalt 186 deltagare kommer att randomiseras. N=62 per grupp kommer att tillåta oss att testa icke-underlägsenheten hos den aktiva (2 % sojamjölk) jämfört med referensbehandlingen (2 % komjölk) med en icke-underlägsenhetsmarginal (δ) på 75 % av effekten av referensbehandlingen av den primära utfallet ntra-hepatocellulära lipiden (IHCL) med 1H-MRS (1,5 % absolut skillnad i IHCL baserat på en 75 % bevarad fraktion av en förväntad 2 % absolut skillnad i IHCL) efter medelvärdesskillnad [57], under antagande av ett SD på 3 %, α=0,05, 80 % kraft (β=0,20) och 20 % attrition. En 2% absolut skillnad i IHCL valdes eftersom det är den minsta medelskillnaden som är associerad med kliniskt betydelsefulla förändringar i nedströms glykemisk kontroll, insulinkänslighet, blodtryck och/eller blodlipider [51-56]. En non-inferiority margin (δ) på 75 % valdes baserat på vägledning från Food and Drug Administration (FDA) och European Medicines Agency [58-60]. Denna provstorlek kommer att ge oss gott om kraft att testa överlägsenheten hos den aktiva (2 % sojamjölk) och referensbehandlingen (2 % komjölk) jämfört med kontrollbehandlingen (SSB) med antagande om samma 2 % absoluta skillnad i IHCL, SD av 3%, a=0,05, 80% kraft (p=0,20) och 20% attrition. Det kommer också att ge oss tillräcklig kraft för överlägsenhetstestning av de sekundära resultaten.

Statistisk analys:

Alla statistiska analyser kommer att utföras med hjälp av STATA 14 (StataCorp, Texas, USA) eller ett lämpligt statistiskt mjukvarupaket på slutvärden vecka-24. Studiens 3-armade design är avsedd att testa överlägsenheten hos den aktiva (2 % sojamjölk) och referensbehandlingen (2 % komjölk) jämfört med kontrollbehandlingen (SSB) och den aktiva behandlingens icke-underlägsenhet (2 % sojamjölk) jämfört med referensbehandlingen (2 % komjölk).

Testningen av det primära resultatet kommer att göras stegvis för att minska den familjemässiga felfrekvensen. Vi kommer först att genomföra överlägsenhetstester av den aktiva behandlingen (2 % sojamjölk) och referensbehandlingen (2 % komjölk) jämfört med kontrollbehandlingen (SSB). Den primära analysen kommer att utföras enligt principen Intention to Treat (ITT) med invers sannolikhetsviktning (IPW) [https://www.bmj.com/content/370/bmj.m2215] för att ta hänsyn till saknade värden. Data kommer att analyseras med ANCOVA-modeller med signifikans satt till p < 0,05. Justeringar kommer att göras för ålder, kön, NAFLD-status, medicinanvändning, interventionsdos (portioner/dag) och baslinjenivå. Känslighetsanalyser kommer att inkludera kompletterare, per protokoll och ITT med multipla imputationer (MI). Om överlägsenhet fastställs i den primära analysen (som bekräftar "analyskänsligheten"), kommer vi att utföra non-inferioritetstester av den aktiva (2 % sojamjölk) jämfört med referensbehandlingen (2 % komjölk) med hjälp av analys enligt protokoll. Om den övre gränsen för 90 % CI är mindre än 1,5 % non-inferiority-marginalen [δ] som medelvärde, kommer den aktiva behandlingen (2 % sojamjölk) att anses vara icke-sämre än referensbehandlingen (2 % komjölk). Om den övre gränsen för 90 % KI av medelskillnaden är mindre än både 1,5 % non-inferiority marginal [δ] och 0-värdet (enhet), kommer den aktiva behandlingen (2 % sojamjölk) att anses vara överlägsen till referensbehandlingen (2 % komjölk). Den primära analysen för icke-underlägsenhet kommer att vara en analys per protokoll. Justeringar kommer att göras för ålder, kön, NAFLD-status, medicinanvändning, interventionsdos (portioner/dag) och baslinjenivå. Känslighetsanalyser kommer att omfatta kompletterare, ITT med IPW och ITT med MI.

Sekundära, utforskande och följsamhetsresultat kommer att bedömas genom överlägsenhetstester bland aktiv behandling (2 % sojamjölk), referensbehandling (2 % komjölk) och kontrollbehandling (SSB). Genom att rapportera alla uppskattade effekter och konfidensintervall med p -värden, tillhandahålls det nödvändiga sammanhanget för en korrekt tolkning av de statistiska bevisen [https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/00031305.2016.1154108]. Om det krävs för en framtida regulatorisk inlämning, kommer de sekundära resultaten att justeras för falsk upptäckt. Tillvägagångssättet kommer att bero på resultatet av det primära resultatet. Om överlägsenhetstestet av det primära resultatet är signifikant, kommer vi att analysera de sekundära resultaten med användning av Benjamini-Hochbergs metod för kontroll av falsk upptäcktshastighet med ett startalfa på 0,05 för att korrigera för falsk upptäckt [80]. Provstorleken valdes för att ge tillräcklig kraft för detta analytiska tillvägagångssätt. Den primära analysen kommer att utföras enligt principen Intention to Treat (ITT) med IPW för att ta hänsyn till eventuella saknade värden. Data kommer att analyseras med ANCOVA-modeller för kontinuerliga data (medelskillnader med 95 % CI) och logistiska regressionsmodeller för kategoriska data (oddskvot med 95 % CI för MetS-återgång och relativ risk med 95 % CI för diabetesincidens). Justeringar kommer att göras för ålder, kön, NAFLD-status, läkemedelsanvändning, interventionsdos (portioner/dag) och baslinjenivå för slutvärdet. Känslighetsanalyser kommer att inkludera kompletterare, analyser per protokoll och ITT med MI.

Fördefinierade undergruppsanalyser kommer att utföras med hjälp av chi-kvadrat-tester efter ålder, kön, NAFLD-status, användning av koffeinhaltiga drycker (cola kontra icke-cola-drickare), interventionsdos (portioner/dag) och baslinje midjemått, FPG, 2hPG, triglycerider, HDL-C, BP. Kontinuerliga linjära (dosresponsgradient) och icke-linjära (dosresponströskel) dos-responsanalyser kommer att utföras över det naturliga dosresponsintervallet (3, 4, 5 eller 6 portioner per dag) genom multipla linjära regressionsanalyser och styckvisa regressionsanalyser , respektive.

Kunskapsöversättning:

Vi kommer att följa Ottawa-modellen (http://www.nccmt.ca/registry/resource/pdf/65.pdf) för kunskapsöversättning med vägledning från The Keenan Research Center - Joint Program in Knowledge Translation, ett samarbete mellan St. Michael's Sjukhuset och University of Toronto.